一个生物类群进化得有多么成功,能长到多大是一个很重要的指标——这就是为什么我们会在绝对的力量面前,不无自豪地宣布“脊椎动物主导了陆地、海洋和天空的整个生态系统”。

是的,整个动物界在进化史上出现过仅40个门,但是成功冲击巨大的体型的寥寥无几,其中只有脊椎动物成功突破了10吨这个惊人的量级,向着百吨冲刺。

这当然不是一条轻松的进化之路。

每当提及生命的奇迹,我们总会想起那些巨大的动物——为什么偏偏只有它们能长得这样巨大?

其实对于灵活运动的生物来说,人这样的尺寸在进化上就已经是个难得的成就了:这不但意味着积累那样丰厚的营养,还意味着足够强劲的循环系统,能将满足全身上下旺盛的代谢需求,也意味着在任何一次运动中,支持结

构都要承受格外强烈的应力——即便借助海水的浮力,动物界的30多个门中也只有3个门进化出了大型而敏捷的物种——节肢动物门、软体动物门和脊索动物门。

节肢动物及其旁支的表皮能够分泌大量的几丁质——这种轻而坚硬的含氮多糖将多种蛋白质和矿物晶体一起凝固成了结实的外骨骼;为数众多的附肢不但适宜运动,还增大了溶解氧的交换面积——在寒武纪的生命大爆发后不

久,就在浅海投下了可怖的阴影。

于是在随后奥陶纪,节肢动物门的肢口纲就出现了长达3米的耶克尔鲎(Jaekelopterus)——那锯齿刀牙的巨螯显然属于当时最顶级的掠食者。

然而外骨骼一旦破裂愈合极慢,节肢动物因此进化出了不封闭的血管,无法形成血压,伤口也就不会出血,但也严重限制了代谢的效率;外骨骼还直接限制了它们的体型,因为它们在蜕皮时会变得过于柔软脆弱,不能长得太

大——节肢动物的体型在耶克尔鲎身上达到了极限,在那之后迅速败给软体动物的头足类。

软体动物的头足类从奥陶纪开始普遍大型化,尤其是鹦鹉螺亚纲的各种角石——最大型的房角石可能超过了9米,是当时的顶级掠食者。

头足类软体动物像脊椎动物一样有高效的闭管循环,还有非常专业的呼吸系统,它们支撑身体的钙质贝壳虽然笨重,但可以不断生长,没有节肢动物那样的发育瓶颈。所以即便在脊椎动物主宰的现代,大型鱿鱼也往往能长达

10米以上——只可惜它们太软了,在陆地上非常缺乏竞争力。

最后的荣耀属于脊椎动物:我们有着遍布全身的闭管循环,专职高效的呼吸系统,含有血红素的携氧蛋白也让新陈代谢更加旺盛;我们的骨骼广布全身,钙化后轻便结实,在支撑各种运动的同时给肌肉提供了充分的附着——

脊椎动物在泥盆纪崛起后不但迅速称霸了海洋,还成功登上了陆地,成为陆地生态系统中唯一巨型化的类群。

即便如此,蜥脚类恐龙长得如此巨大也并不只是单纯的增肥,三叠纪晚期的原蜥脚类恐龙已经达到10米长,7吨重,植物这样贫瘠的食物很难满足代谢需求,即便一刻不停地咀嚼也无法继续使他们长大了——于是在接下来的

侏罗纪,巨型蜥脚类以一种特殊的方式突破了这一瓶颈:它们长成了巨大的吸尘器,伸出漫长的脖子直达树冠。

它们的牙齿稀而平行,能像梳子一样将所有树叶刮下来直接吞进去,在胃室里发酵分解——技术上讲,巨型蜥脚类已经进化成了陆地上的滤食者,这样空前绝后的高效进食配合各种减重增强的解剖结构,它们可以长到50米

长,20米高,重达百吨。

无独有偶,须鲸能长的如此巨大,也是进化出了同样的伎俩:海洋中巨大的浮力固然减轻了许多支撑负担,但没有足够的食物满足巨大的体型也是徒劳——须鲸能在体型上胜过齿鲸如此之多,也是因为它们是滤食者:南极的

冷水中生活着至少5亿吨磷虾,而蓝鲸一张嘴就能吞下40吨海水,再用鲸须将磷虾过滤在口中,囫囵吞下——20万头蓝鲸就这样昼夜不停地徜徉在极富营养的盛宴之中。

须鲸如何进化出这样的滤食机制一度是个谜,直到这头3000万年前的早期须鲸在美国南卡罗莱纳州出土:

我们注意到它前方的牙齿仍然是锋利的圆锥,显然用来捕猎——但他们后侧的臼齿满是缺刻,像极了今日的食蟹海豹——而食蟹海豹就是利用这些龋齿似的缺口滤食南极的磷虾。

这样看来,须鲸正是利用这种豁牙从肉食的齿鲸过渡成了滤食的巨兽——两种最庞大的巨物在进化史上是如此的异曲同工。

 

混乱博物馆